冷连轧与单机架冷轧3104铝合金板料组织和性能对比研究

发布时间：2017-12-01 13:33

  本文关键词：冷连轧与单机架冷轧3104铝合金板料组织和性能对比研究

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【摘要】：3104铝合金板具有高的强度、良好的深冲和变薄拉伸性能以及良好的抗腐蚀性能,广泛地用于生产易拉罐。为了满足市场对铝板带材产量日益增长的需求,冷连轧作为新的加工方式正在代替传统的单机架冷轧,但冷连轧生产过程中板料合金组织和性能的演变规律尚未完全清晰。本论文以西南铝业生产的罐体用3104铝合金为研究对象,通过激光显微镜(LM)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)观察及DSC能谱分析,以及X射线衍射、室温拉伸、显微硬度、杯突、冲杯等检测手段,对比研究了传统单机架冷轧与双机架冷连轧两种生产方式下,3104铝合金罐体板料微观组织和力学性能的演变规律,探讨演变规律的差异和机理,为制定优化的冷连轧生产工艺提供试验数据和理论支持。论文主要研究结论如下:(1)随着冷轧的进行,3104铝合金冷轧各阶段板料的屈服强度、抗拉强度都在增加。单机架冷轧板料的延伸率表现为逐渐减小趋势,双机架冷连轧则表现为前两个道次减小,后两个道次又略有增加的变化趋势。双机架冷连轧成品板料不同方向上(0o,45o,90o),屈服强度和抗拉强度均低于单机架冷轧成品板料,延伸率则高于单机架冷轧板料;双机架冷连轧成品板料屈服强度、抗拉强度和延伸率为277MPa、311MPa和4.5%,而单机架冷轧成品板料则分别为295MPa、321MPa和2.7%。(2)两种冷轧工艺下,冷轧各阶段的3104铝合金板料不同方向上的力学性能均存在明显差异,呈现各向异性。冷轧板料均表现出典型的“铜式”织构特征。双机架冷连轧成品板料(max=11.129)的织构强度较单机架冷轧成品板料(max=12.164)弱,2+1+1冷轧工艺下板料织构强度介于二者之间。冷连轧成品板料的各向异性程度和加工硬化程度低,更利于深冲制备易拉罐。(3)两种方式冷轧板料的组织演变规律相同:随着轧制压下量的增加,板料晶粒组织沿轧制方向被压扁,最后演变成纤维状组织。但第2道次后单机架冷轧板料的晶粒破碎的较严重,晶粒尺寸比双机架冷连轧板料的小且均匀,长径比数值较大,晶粒纤维化程度较高。单机架冷轧板料中化合物尺寸随着冷轧变形的进行整体细化,基本延续原有的分布特征,终轧板中化合物尺寸较均匀;而冷连轧板料化合物颗粒大小分布的原有规律,会随着冷变形的积累而发生变化,整体上尺寸变小,但尺寸大小差异增大(呈两极分化),即中间尺寸的颗粒数量比例减少。这在成品板料中表现的最为明显,使得板料延伸率偏低和断口韧窝不均匀。(4)单机架冷轧和双机架冷连轧两种工艺下成品板料中主要存在Al6Mn,Mg2Si,Al6(Fe Mn)三元相,Al9Fe0.84Mn2.16Si四元相等化合物,两者在种类上并无差异,但双机架冷连轧的衍射峰强度较高。织构检测可排除织构的影响,表明双机架冷连轧成品板料中有更多的化合物析出。通过对单机架冷轧末道次3104铝合金成品板料在160oC 4h、6h和200oC 1h、2h、3h的低温退火试验发现,有更多的化合物进一步析出,高应变诱导析出的第二相粒子聚集长大,对强度贡献不大。由此推断,由于双机架冷连轧末道次后板料在较高温度卷曲后长时间保温,应变诱导基体中固溶原子依附原有第二相颗粒析出且成不均匀分布,对强度没有贡献,反而因固溶强化减弱而导致板料软化。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG339;TG146.21

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本文编号：1241306